JP7156103B2 - Biological information detector - Google Patents
Biological information detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP7156103B2 JP7156103B2 JP2019042770A JP2019042770A JP7156103B2 JP 7156103 B2 JP7156103 B2 JP 7156103B2 JP 2019042770 A JP2019042770 A JP 2019042770A JP 2019042770 A JP2019042770 A JP 2019042770A JP 7156103 B2 JP7156103 B2 JP 7156103B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radio wave
- transmission radio
- driver
- wave
- reflected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、運転手の脈波伝搬時間を検出する生体情報検出装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biological information detection device for detecting the pulse wave transit time of a driver.
従来より、人体に対して非接触な状態で脈波を検出する脈波検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この脈波検出装置は、人体に対し、第１周波数とされた第１電磁波を放射すると共に第１周波数と異なる第２周波数とされた第２電磁波を放射する。また、脈波検出装置は、第１電磁波が人体に放射されることで反射する第１反射波と、第２電磁波が人体に放射されることで反射した第２反射波との合成波を受信する。そして、脈波検出装置は、合成波、第１周波数、第２周波数に対して所定の処理を行うことにより、人体に非接触な状態で人体の脈波を算出する。 Conventionally, there has been proposed a pulse wave detection device that detects a pulse wave in a non-contact state with respect to a human body (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the pulse wave detecting device radiates a first electromagnetic wave having a first frequency and a second electromagnetic wave having a second frequency different from the first frequency to the human body. Further, the pulse wave detection device receives a composite wave of a first reflected wave reflected by the first electromagnetic wave being radiated to the human body and a second reflected wave reflected by the second electromagnetic wave being radiated to the human body. do. The pulse wave detection device calculates the pulse wave of the human body without contacting the human body by performing predetermined processing on the composite wave, the first frequency, and the second frequency.
ところで、近年では、運転手の状態を検出し、運転手が適切に運転を継続できる状態でないと判定した場合に運転手に注意を喚起する生体情報検出装置が提案されている。しかしながら、上記脈波検出装置を車両に搭載して運転手の脈波を検出しようとした場合、走行中の車両では振動が発生するため、当該振動の影響によって検出精度が低下する可能性がある。また、近年では、運転手に自覚症状が発生し難い動脈硬化の進行を判定するため、脈波伝搬時間を検出したいという要望もある。なお、動脈硬化は、進行することによって脳梗塞や心筋梗塞等の重大な疾患を引き起こす要因とされている。 By the way, in recent years, there has been proposed a biological information detection device that detects the driver's condition and calls the attention of the driver when it is determined that the driver is not in a condition that allows him or her to continue driving appropriately. However, when trying to detect the driver's pulse wave by installing the above pulse wave detection device in a vehicle, vibration occurs in the vehicle while the vehicle is running, and the detection accuracy may decrease due to the influence of the vibration. . In recent years, there is also a demand for detecting the pulse wave transit time in order to determine the progression of arteriosclerosis, which is unlikely to cause subjective symptoms in drivers. Arteriosclerosis is considered to be a factor that causes serious diseases such as cerebral infarction and myocardial infarction as it progresses.
本発明は上記点に鑑み、運転手の脈波伝搬速度を高精度に検出できる生体情報検出装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a biological information detecting device capable of detecting the pulse wave propagation velocity of a driver with high accuracy.
上記目的を達成するための請求項１および３では、車両に設置された運転席（ＤＳ）に着座している運転手（Ｄ）の脈波伝搬時間を検出する生体情報検出装置であって、送信電波（ｆ１１ａ～ｆ２２ａ）を放射する送信部（２０）と、送信電波が反射された反射電波（ｆ１１ｂ～ｆ２２ｂ）を受信する受信部（３０）と、送信部および受信部と接続され、所定の処理を行う制御部（４０）と、を備えている。
そして、請求項１では、制御部は、送信部に、運転手の脈波を検出可能な部分に送信電波としての第１主送信電波（ｆ１１ａ）を放射させると共に、運転手の心弾道を検出可能な部分に送信電波としての第２主送信電波（ｆ２１ａ）を放射させ、さらに、運転席に送信電波としての従送信電波を放射させ、受信部に、第１主送信電波が反射された第１主反射電波（ｆ１１ｂ）を受信させると共に、第２主送信電波が反射された第２主反射電波（ｆ２１ｂ）を受信させ、さらに従送信電波が反射された従反射電波を受信させ、第１主反射電波と従反射電波との差を演算して脈波に応じた脈波波形を導出すると共に、第２主反射電波と従反射電波との差を演算して心弾道に応じた心弾道波形を導出し、脈波波形におけるピーク（ＰＣ）と、心弾道波形におけるピーク（ＰＨ）との差から脈波伝搬時間を検出するようにしている。
請求項３では、制御部は、車両の高さ方向を垂直方向とすると、送信部に、運転手の脈波を検出可能な部分に送信電波としての第１主送信電波（ｆ１１ａ）を放射させると共に、運転手の心弾道を検出可能な部分に送信電波としての第２主送信電波（ｆ２１ａ）を放射させ、さらに、第１主送信電波と垂直方向の放射角度が同じである第１従送信電波（ｆ１２ａ）を運転席に放射させると共に、第２主送信電波と垂直方向の放射角度が同じである第２従送信電波（ｆ２２ａ）を運転席に放射させ、受信部に、第１主送信電波が反射された第１主反射電波（ｆ１１ｂ）を受信させると共に、第２主送信電波が反射された第２主反射電波（ｆ２１ｂ）を受信させ、さらに、第１従送信電波が反射された第１従反射電波（ｆ１２ｂ）を受信させると共に、第２従送信電波が反射された第２従反射電波（ｆ２２ｂ）を受信させ、第１主反射電波と第１従反射電波との差を演算して脈波に応じた脈波波形を導出すると共に、第２主反射電波と第２従反射電波との差を演算して心弾道に応じた心弾道波形を導出し、脈波波形におけるピーク（ＰＣ）と、心弾道波形におけるピーク（ＰＨ）との差から脈波伝搬時間を検出するようにしている。
In
In
In claim 3, the control unit causes the transmission unit to radiate the first main transmission radio wave (f11a) as the transmission radio wave to a portion where the driver's pulse wave can be detected, assuming that the height direction of the vehicle is the vertical direction. At the same time, a second main transmission radio wave (f21a) is emitted as a transmission radio wave to a portion capable of detecting the cardioballistic trajectory of the driver, and a first sub-transmission having the same emission angle in the vertical direction as the first main transmission radio wave. A radio wave (f12a) is radiated to the driver's seat, and a second sub-transmission radio wave (f22a) having the same radiation angle in the vertical direction as the second main transmission radio wave is radiated to the driver's seat, and the receiving unit transmits the first main transmission. Receiving the first main reflected radio wave (f11b) that is a reflected radio wave, receiving a second main reflected radio wave (f21b) that is a reflection of the second main transmission radio wave, and further receiving the reflected first sub-transmission radio wave Receiving the first slave reflected radio wave (f12b), receiving the second slave reflected radio wave (f22b) reflected by the second slave transmission radio wave, and calculating the difference between the first master reflected radio wave and the first slave reflected radio wave A pulse waveform corresponding to the pulse wave is derived by calculating the difference between the second main reflected radio wave and the second secondary reflected radio wave to derive a cardioballistic waveform corresponding to the cardioballistic trajectory, and a peak in the pulse wave waveform is derived. The pulse wave transit time is detected from the difference between (PC) and the peak (PH) in the cardioballistic waveform.
これによれば、第１主反射電波と従反射電波との差に基づいて脈波波形を導出し、第２主反射電波と従反射電波との差に基づいて心弾道波形を導出している。このため、車両振動の影響を低減した脈波波形および心弾道波形を導出することができる。そして、これら脈波波形および心弾道波形を用いて脈波伝搬時間を検出するため、車両振動の影響を低減した脈波伝搬時間を検出することができる。つまり、脈波伝搬時間を高精度に検出できる。 According to this, a pulse waveform is derived based on the difference between the first main reflected radio wave and the secondary reflected radio wave, and a cardioballistic waveform is derived based on the difference between the second main reflected radio wave and the secondary reflected radio wave. . Therefore, it is possible to derive a pulse wave waveform and a cardioballistic waveform that are less affected by vehicle vibration. Since the pulse wave transit time is detected using the pulse wave waveform and the cardioballistic waveform, the pulse wave transit time can be detected with reduced influence of vehicle vibration. In other words, the pulse wave transit time can be detected with high accuracy.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 It should be noted that the reference numerals in parentheses attached to each component etc. indicate an example of the correspondence relationship between the component etc. and specific components etc. described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each of the following embodiments, portions that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
（第１実施形態）
第１実施形態の生体情報検出装置１について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の生体情報検出装置１は、例えば、平面視にて略矩形状の車体を有する四輪自動車等の車両に搭載されて用いられる。なお、車両には、運転席ＤＳが設置されており、運転席ＤＳは、車両の前後方向への位置調整が可能とされている。また、運転席ＤＳは、背もたれ部ＤＳａと座面部ＤＳｂとを有しており、背もたれ部ＤＳａのリクライニングが可能な構成とされている。以下では、車両の高さ方向を垂直方向とも称し、車両の幅方向を水平方向とも称する。なお、水平方向とは、運転席ＤＳの幅方向と称することもできる。
(First embodiment)
A biological
本実施形態の生体情報検出装置１は、図１に示されるように、撮像部１０、送信部２０、受信部３０、制御部４０等を備える構成とされている。
As shown in FIG. 1, the biological
撮像部１０は、電荷結合素子（すなわち、ＣＣＤ）等のイメージセンサを備えた構成とされており、制御部４０と接続されている。そして、撮像部１０は、運転手Ｄおよび運転席ＤＳを撮像できるように運転席ＤＳの前方に配置され、運転手Ｄおよび運転席ＤＳを撮像した撮像結果を制御部４０に送信する。なお、撮像部１０は、例えば、車両に搭載されているダッシュボードのうちの運転席ＤＳの前方に位置する部分に備えられる。
The
送信部２０は、第１、第２主送信電波ｆ１１ａ、ｆ２１ａおよび第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａを運転手Ｄまたは運転席ＤＳに放射するものである。そして、送信部２０は、各送信電波ｆ１１ａ、ｆ１２ａ、ｆ２１ａ、ｆ２２ａの放射方向を調整できるように構成されている。受信部３０は、送信部２０から各送信電波ｆ１１ａ、ｆ１２ａ、ｆ２１ａ、ｆ２２ａが放射されることで反射した第１、第２主反射電波ｆ１１ｂ、ｆ２１ｂおよび第１、第２従反射電波ｆ１２ｂ、ｆ２２ｂを受信するものである。そして、受信部３０は、各反射電波ｆ１１ｂ、ｆ１２ｂ、ｆ２１ｂ、ｆ２２ｂの受信方向を調整できるように構成されている。つまり、送信部２０および受信部３０は、それぞれ指向性が高くなる方向を調整できるように構成されている。言い換えると、送信部２０および受信部３０は、指向性が高くなる方向を走査できる構成とされている。
The
本実施形態では、このような送信部２０および受信部３０は、例えば、複数のアンテナを有するアンテナ部２０ａ、３０ａと各アンテナに接続される複数の移相器等を有する構成とされている。そして、送信部２０および受信部３０は、各移相器の相対位相が制御されることで指向性が高くなる方向を走査できるフェーズドアレイ方式のアンテナ装置とされている。
In this embodiment, the transmitting
なお、各アンテナ部２０ａ、３０ａは、例えば、車両に搭載されているダッシュボードのうちの運転席ＤＳの前方に位置する部分に備えられる。また、送信部２０および受信部３０を構成するアンテナ部２０ａ、３０ａ等は、共用とされていてもよいし、別々に備えられていてもよい。つまり、送信部２０および受信部３０は、これらを構成する少なくとも一部が共用されるようになっていてもよい。
Each of the
そして、送信部２０は、制御部４０に接続されており、制御部４０によって各送信電波ｆ１１ａ、ｆ１２ａ、ｆ２１ａ、ｆ２２ａの放射方向が調整される。具体的には後述するが、送信部２０は、第１主送信電波ｆ１１ａを運転手Ｄの首Ｎに放射するように調整され、第１従送信電波ｆ１２ａを第１主送信電波ｆ１１ａと垂直方向の角度が同じとなる状態で運転席ＤＳに放射するように調整される。また、送信部２０は、第２主送信電波ｆ２１ａを運転手Ｄの心臓Ｈを含む所定範囲内の箇所に放射するように調整され、第２従送信電波ｆ２２ａを第２主送信電波ｆ２１ａと垂直方向の角度が同じとなる状態で運転席ＤＳに放射するように調整される。
The transmitting
このため、送信部２０は、上記のように各送信電波ｆ１１ａ、ｆ１２ａ、ｆ２１ａ、ｆ２２ａを放射できるように構成されている。本実施形態では、送信部２０は、フェーズドアレイ方式のアンテナ装置とされているため、次のように構成されている。
For this reason, the
すなわち、送信部２０は、図２に示されるように、運転席ＤＳにおける水平方向の両端部に位置する部分に第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａを放射することができるように構成されている。つまり、送信部２０は、アンテナ部２０ａと運転席ＤＳにおける水平方向の両端部とを結ぶ２本の仮想線の間の成す角度を水平角度θ１とすると、第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａの水平方向の走査角度をθ１以上とできるように構成されている。すなわち、送信部２０は、第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａの水平方向の走査角度をθ１以上とできるように、アンテナ部２０ａの数や配列構成等が規定されている。
That is, as shown in FIG. 2, the
また、送信部２０は、図３に示されるように、運転手Ｄが運転席ＤＳに着座した際、運転手Ｄの首Ｎおよび心臓Ｈを含む所定範囲内の箇所に第１、第２主送信電波ｆ１１ａ、ｆ２１ａを放射することができるように構成されている。つまり、送信部２０は、運転手Ｄが着座した際、アンテナ部２０ａと、首Ｎとを結ぶ仮想線および心臓Ｈとを結ぶ仮想線との間の成す角度を垂直角度θ２とすると、第１、第２主送信電波ｆ１１ａ、ｆ２１ａの垂直方向の走査角度をθ２以上とできるように構成されている。すなわち、送信部２０は、第１、第２主送信電波ｆ１１ａ、ｆ２１ａの垂直方向の走査角度をθ２以上とできるように、アンテナ部２０ａの数や配列構成等が規定されている。
Further, as shown in FIG. 3, when the driver D is seated in the driver's seat DS, the
なお、上記のように、送信部２０は、フェーズドアレイ方式のアンテナ装置とされており、各移相器の相対位相が制御されることで放射方向が調整される。このため、送信部２０は、第１、第２主送信電波ｆ１１ａ、ｆ２１ａおよび第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａの水平方向の走査角度が水平角度θ１以上となり、かつ、垂直方向の走査角度が垂直角度θ２以上となるように構成されているといえる。
As described above, the
また、上記のように、運転席ＤＳは、車両の前後方向に変位可能とされており、背もたれ部ＤＳａがリクライニング可能とされている。このため、送信部２０は、水平角度θ１が最も大きな角度となった際においても、水平方向の走査角度を水平角度θ１以上とできるように構成されている。同様に、送信部２０は、垂直角度θ２が最も大きな角度となった際においても、垂直方向の走査角度が垂直角度θ２以上とできるように構成されている。また、送信部２０は、図４に示されるように、運転手Ｄの想定される首Ｎの最小太さをＷとすると、第１主送信電波ｆ１１ａのビーム幅を首Ｎの太さＷよりも短くできるように構成されている。つまり、送信部２０は、第１主送信電波ｆ１１ａを首Ｎのみに放射できるように構成されている。
Further, as described above, the driver's seat DS can be displaced in the longitudinal direction of the vehicle, and the backrest portion DSa can be reclined. Therefore, the
制御部４０は、図示しないＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等の記憶部を有しており、例えば、車載ＥＣＵで構成される。ＣＰＵは、Central Processing Unitの略であり、ＲＯＭは、Read Only Memoryの略であり、ＲＡＭは、Random Access Memoryの略である。また、ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略である。
The
そして、制御部４０は、ＣＰＵがＲＯＭ、または不揮発性ＲＡＭからプログラムを読み出して実行することで各種の制御作動を実現する。なお、ＲＯＭ、または不揮発性ＲＡＭ等の記憶部には、プログラムの実行の際に用いられる各種のデータ（例えば、初期値、ルックアップテーブル、マップ等）が予め格納されている。また、ＲＯＭ等の記憶媒体は、非遷移的実体的記憶媒体である。
The
本実施形態では、制御部４０は、撮像部１０からの撮像結果に基づき、頸動脈Ｃが存在する運転手Ｄの首Ｎの位置、および運転手Ｄの心臓Ｈの位置を特定する。そして、制御部４０は、送信部２０を制御し、第１、第２主送信電波ｆ１１ａ、ｆ２１ａおよび第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａを所定箇所に放射させる。また、制御部４０は、送信部２０を制御し、第１、第２主反射電波ｆ１１ｂ、ｆ２１ｂおよび第１、第２従反射電波ｆ１２ｂ、ｆ２２ｂを受信させる。そして、制御部４０は、第１、第２主反射電波ｆ１１ｂ、ｆ２１ｂおよび第１、第２従反射電波ｆ１２ｂ、ｆ２２ｂに基づいて脈波波形および心弾道波形を導出し、脈波波形と心弾道波形から脈波伝搬時間を検出する。
In this embodiment, the
ここで、まず、脈波とは、心拍に伴った血液の流入によって生じる血管の体積変化であり、頸動脈Ｃにて大きく表れやすい。また、脳梗塞等を事前に察知するためには、頸動脈Ｃの状態を見ることが好ましい。心弾道とは、心拍に対応して体の表面に発生する振動であり、心臓Ｈ付近の人体の表面に大きく表れやすい。 Here, first, the pulse wave is a change in volume of blood vessels caused by the inflow of blood with heartbeat, and is likely to appear greatly in the carotid artery C. As shown in FIG. In order to detect cerebral infarction or the like in advance, it is preferable to see the condition of the carotid artery C. Cardiac ballistics are vibrations generated on the surface of the body corresponding to the heartbeat, and are likely to appear greatly on the surface of the human body in the vicinity of the heart H.
このため、制御部４０は、送信部２０を制御し、第１主送信電波ｆ１１ａが頸動脈Ｃで反射されるように、第１主送信電波ｆ１１ａを運転手Ｄの首Ｎに放射させる。また、制御部４０は、送信部２０を制御し、第１主送信電波ｆ１１ａと垂直方向の放射角度が同じとなる第１従送信電波ｆ１２ａを運転席ＤＳに放射させる。つまり、制御部４０は、送信部２０を制御し、第１主送信電波ｆ１１ａを水平方向に走査させた第１従送信電波ｆ１２ａを運転席ＤＳに放射させる。言い換えると、制御部４０は、水平方向から視たとき、第１主送信電波ｆ１１ａと第１従送信電波ｆ１２ａとの傾きが一致するように、送信部２０を制御する。
Therefore, the
そして、制御部４０は、受信部３０を制御し、第１主送信電波ｆ１１ａに基づく第１主反射電波ｆ１１ｂを受信させると共に第１従送信電波ｆ１２ａに基づく第１従反射電波ｆ１２ｂを受信させる。この際、車両振動が運転手Ｄおよび運転席ＤＳに影響するため、第１主反射電波ｆ１１ｂは、脈波と車両振動の影響を含む反射電波となり、第１従反射電波ｆ１２ｂは、車両振動の影響を含む反射電波となる。
Then, the
したがって、制御部４０は、第１主反射電波ｆ１１ｂと第１従反射電波ｆ１２ｂとの差を演算することによって車両振動の影響を除去した脈波を導出し、図５に示されるように、脈波波形を構成する。なお、本実施形態では、第１主送信電波ｆ１１ａと第１従送信電波ｆ１２ａとの垂直方向の放射角度が同じとなるようにしている。このため、第１主反射電波ｆ１１ｂおよび第１従反射電波ｆ１２ｂには、車両振動の影響が同じように含まれる。したがって、車両振動の影響を高精度に除去できる。
Therefore, the
また、制御部４０は、送信部２０を制御し、第２主送信電波ｆ２１ａが心臓Ｈ付近で反射されるように、第２主送信電波ｆ２１ａを運転手Ｄの心臓Ｈを含む所定範囲内の部分に放射させる。また、制御部４０は、送信部２０を制御し、第２主送信電波ｆ２１ａと垂直方向の放射角度が同じとなる第２従送信電波ｆ２２ａを運転席ＤＳに放射させる。つまり、制御部４０は、送信部２０を制御し、第２主送信電波ｆ２１ａを水平方向に走査させた第２従送信電波ｆ２２ａを運転席ＤＳに放射させる。言い換えると、制御部４０は、水平方向から視たとき、第２主送信電波ｆ２１ａと第２従送信電波ｆ２２ａとの傾きが一致するように、送信部２０を制御する。
Further, the
そして、制御部４０は、受信部３０を制御し、第２主送信電波ｆ２１ａに基づく第２主反射電波ｆ２１ｂを受信させると共に第２従送信電波ｆ２２ａに基づく第２従反射電波ｆ２２ｂを受信させる。この際、車両振動が運転手Ｄおよび運転席ＤＳに影響するため、第２主反射電波ｆ２１ｂは、心弾道と車両振動の影響を含む反射電波となり、第２従反射電波ｆ２２ｂは、車両振動の影響を含む反射電波となる。
Then, the
したがって、制御部４０は、第２主反射電波ｆ２１ｂと第２従反射電波ｆ２２ｂとの差を演算することによって車両振動の影響を除去した心弾道を導出し、図５に示されるように、心弾道波形を構成する。なお、本実施形態では、第２主送信電波ｆ２１ａと第２従送信電波ｆ２２ａとの垂直方向の走査角度が同じとなるようにしている。このため、第２主反射電波ｆ２１ｂおよび第２従反射電波ｆ２２ｂには、車両振動の影響が同じように含まれる。したがって、車両振動の影響を高精度に除去できる。
Therefore, the
なお、人体は、筋肉、血液、脂肪等を含んで構成される。そして、図６に示されるように、電波は、波長が短くなるほど人体の内部に浸透し難くなることが確認される。つまり、電波は、周波数が高くなるほど人体の内部に浸透し難くなることが確認される。言い換えると、電波は、周波数が高くなるほど人体の表面で反射され易くなる。 The human body includes muscle, blood, fat, and the like. As shown in FIG. 6, it is confirmed that the shorter the wavelength of the radio wave, the more difficult it becomes to penetrate the human body. In other words, it is confirmed that the higher the frequency, the more difficult it is for radio waves to penetrate the human body. In other words, the higher the frequency of radio waves, the easier it is to be reflected by the surface of the human body.
そして、上記のように、脈波は、人体の内部に存在する血管に基づくものであり、心弾道は、体の表面に表れる振動である。このため、第１主送信電波ｆ１１ａは、人体の内部で反射され、第２主送信電波ｆ２１ａは、人体の表面で反射されるように、周波数が調整されることが好ましい。したがって、本実施形態では、第１主送信電波ｆ１１ａは、第２主送信電波ｆ２１ａよりも周波数が小さくとされている。例えば、第１主送信電波ｆ１１ａは、周波数が２４ＧＨｚとされ、第２主送信電波ｆ２１ａは、周波数が１４０ＧＨｚとされている。 As described above, the pulse wave is based on the blood vessels existing inside the human body, and the cardioballistic is the vibration that appears on the surface of the body. Therefore, the frequency of the first main transmission radio wave f11a is preferably adjusted so that it is reflected inside the human body, and the frequency of the second main transmission radio wave f21a is reflected by the surface of the human body. Therefore, in the present embodiment, the first main transmission radio wave f11a has a lower frequency than the second main transmission radio wave f21a. For example, the first main transmission radio wave f11a has a frequency of 24 GHz, and the second main transmission radio wave f21a has a frequency of 140 GHz.
そして、制御部４０は、図５に示されるように、構成した脈波波形のピークＰＣと心弾道波形とピークＰＨの間の時間ｔを算出することにより、脈波伝搬時間を検出する。なお、心弾道波形は、図５に示されるように、微小なピークを含む複数のピークの中に最大ピークが含まれる波形となるが、脈波伝搬時間を検出するための心弾道波形のピークＰＨは、当該心弾道波形の最大ピークである。
Then, as shown in FIG. 5, the
そして、脈波伝搬時間は、血管を構成する血管壁が硬くなるほど短くなると共に、血管壁が厚くなるほど短くなる。つまり、脈波伝搬時間が短くなるほど動脈硬化が進行した状態となり、脳梗塞や心筋梗塞等を発症する可能性が高い状態となる。 The pulse wave propagation time becomes shorter as the vascular wall constituting the blood vessel becomes harder, and becomes shorter as the vascular wall becomes thicker. That is, the shorter the pulse wave transit time, the more advanced the arteriosclerosis, and the higher the possibility of developing cerebral infarction, myocardial infarction, or the like.
このため、制御部４０は、脈波伝搬時間が所定の閾値より短い場合、動脈硬化が進行している可能性が高いと判定する。この場合、制御部４０は、車両に搭載されている報知部、または報知部を制御する制御部等を制御し、運転手Ｄに注意を促す報知を行う。これにより、運転手Ｄは、自身の状態を把握でき、車両を停止させる等の適切な対応を行うことができる。なお、所定の閾値は、予め設定された値でもよいし、運転手Ｄが自身の年齢等に応じて設定した値であってもよい。
Therefore, when the pulse wave transit time is shorter than a predetermined threshold, the
以上説明したように、本実施形態では、制御部４０は、第１主反射電波ｆ１１ｂと第１従反射電波ｆ１２ｂとの差に基づいて脈波波形を導出し、第２主反射電波ｆ２１ｂと第２従反射電波ｆ２２ｂとの差に基づいて心弾道波形を導出している。このため、車両振動の影響を低減した脈波波形および心弾道波形を導出することができる。そして、これら脈波波形および心弾道波形を用いて脈波伝搬時間を検出するため、車両振動の影響を低減した脈波伝搬時間を検出することができる。つまり、脈波伝搬時間を高精度に検出できる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、第１主送信電波ｆ１１ａと第１従送信電波ｆ１２ａとは垂直方向の放射角度が等しくされている。このため、第１主反射電波ｆ１１ｂおよび第１従反射電波ｆ１２ｂには、車両振動の影響が同じように含まれる。したがって、車両振動の影響を高精度に除去した脈波波形を導出することができる。 Further, in this embodiment, the first main transmission radio wave f11a and the first sub-transmission radio wave f12a have the same radiation angle in the vertical direction. Therefore, the first main reflected radio wave f11b and the first secondary reflected radio wave f12b are equally affected by the vehicle vibration. Therefore, it is possible to derive a pulse waveform from which the influence of vehicle vibration is removed with high accuracy.
同様に、第２主送信電波ｆ２１ａと第２従送信電波ｆ２２ａとは、垂直方向の放射角度が等しくされている。このため、第２主反射電波ｆ２１ｂおよび第２従反射電波ｆ２２ｂには、車両振動の影響が同じように含まれる。したがって、車両振動の影響を高精度に除去した心弾道波形を導出できる。 Similarly, the second main transmission radio wave f21a and the second sub-transmission radio wave f22a have the same radiation angle in the vertical direction. Therefore, the second main reflected radio wave f21b and the second secondary reflected radio wave f22b are similarly affected by the vehicle vibration. Therefore, it is possible to derive a cardioballistic waveform from which the effects of vehicle vibration have been removed with high accuracy.
さらに、脈波波形を導出するため、頸動脈Ｃに第１主送信電波ｆ１１ａを放射している。このため、他の位置に第１主送信電波ｆ１１ａを放射する場合と比較して、第１主反射電波ｆ１１ｂに含まれる脈波の影響を大きくできる。同様に、心弾道波形を導出するため、心臓Ｈ付近に第２主送信電波ｆ２１ａを放射している。このため、他の位置に第２主送信電波ｆ２１ａを放射する場合と比較して、第２主反射電波ｆ２１ｂに含まれる心弾道の影響を大きくできる。したがって、感度の向上を図ることができる。 Furthermore, the first main transmission radio wave f11a is radiated to the carotid artery C in order to derive the pulse waveform. Therefore, the influence of the pulse wave contained in the first reflected main radio wave f11b can be increased compared to the case where the first main transmission radio wave f11a is radiated to other positions. Similarly, a second main transmission radio wave f21a is radiated near the heart H in order to derive a cardioballistic waveform. Therefore, compared with the case where the second main transmission radio wave f21a is radiated to other positions, the cardioballistic effect contained in the second main reflected radio wave f21b can be increased. Therefore, sensitivity can be improved.
また、第１主送信電波ｆ１１ａは、第２主送信電波ｆ２１ａより周波数が小さくされている。このため、第１主送信電波ｆ１１ａの方が第２主送信電波ｆ２１ａより人体の内部に浸透し易くなり、第１主反射電波ｆ１１ｂに含まれる脈波の影響を大きくできる。また、第２主送信電波ｆ２１ａの方が第１主送信電波ｆ１１ａより人体の内部に浸透し難くなり、第２主反射電波ｆ２１ｂに含まれる心弾道の影響を大きくできる。 The first main transmission radio wave f11a has a lower frequency than the second main transmission radio wave f21a. Therefore, the first main transmission radio wave f11a penetrates into the human body more easily than the second main transmission radio wave f21a, and the influence of the pulse wave contained in the first main reflected radio wave f11b can be increased. In addition, the second main transmission radio wave f21a is more difficult to permeate into the human body than the first main transmission radio wave f11a, and the cardioballistic effect contained in the second main reflected radio wave f21b can be increased.
そして、送信部２０は、第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａを運転席ＤＳの水平方向における両端部に放射できるように構成されている。このため、運転手Ｄの着座の仕方等によらず、送信部２０が運転席ＤＳに第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａを放射できる可能性を高くできる。
The
さらに、送信部２０は、第１主送信電波ｆ１１ａのビーム幅を首Ｎの太さＷよりも短くできるように構成されている。このため、第１主送信電波ｆ１１ａを首Ｎのみに放射でき、第１主送信電波ｆ１１ａのビーム幅が首Ｎの太さＷよりも長い場合と比較すると、第１主反射電波ｆ１１ｂに運転席ＤＳからの反射電波が含まれることを抑制できる。
Further, the
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the claims.
例えば、上記第１実施形態において、送信部２０および受信部３０は、相対位相を調整することによって指向性が高くなる方向を走査させるものではなくてもよい。例えば、送信部２０および受信部３０は、アンテナ部が機械的に制御されることによって指向性が高くなる方向を走査させる構成とされていてもよい。この場合、送信部２０および受信部３０は、複数備えられていてもよい。
For example, in the above-described first embodiment, the transmitting
また、上記第１実施形態において、第１、第２従送信電波ｆ１２ａ、ｆ２２ａを運転席ＤＳに放射する代わりに、１つの従送信電波を運転席ＤＳに放射するようにしてもよい。そして、当該従送信電波が反射された反射電波と、第１主反射電波ｆ１１ｂとに基づいて脈波波形を導出するようにしてもよい。同様に、当該従送信電波が反射された反射電波と、第２主反射電波ｆ２１ｂとに基づいて心弾道波形を導出するようにしてもよい。つまり、脈波波形および心弾道波形を導出する際の従反射電波を共用するようにしてもよい。この場合においても、この従反射電波には車両振動の影響が含まれるため、車両振動の影響を低減した脈波伝搬時間を検出できる。 Further, in the above-described first embodiment, instead of radiating the first and second secondary transmission radio waves f12a and f22a to the driver's seat DS, one secondary transmission radio wave may be radiated to the driver's seat DS. Then, the pulse wave waveform may be derived based on the reflected radio wave obtained by reflecting the secondary transmission radio wave and the first main reflected radio wave f11b. Similarly, the cardio-ballistic waveform may be derived based on the reflected radio wave obtained by reflecting the secondary transmission radio wave and the second main reflected radio wave f21b. In other words, the secondary reflected radio waves may be shared when deriving the pulse waveform and the cardio-ballistic waveform. Even in this case, since the sub-reflected radio wave includes the influence of vehicle vibration, it is possible to detect the pulse wave propagation time with reduced influence of vehicle vibration.
そして、本開示に記載の制御部４０及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部４０及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部４０及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
And, the
２０ 送信部
３０ 受信部
４０ 制御部
ＤＳ 運転席
ｆ１１ａ～ｆ２２ａ 主送信電波
ｆ１１ｂ～ｆ２２ｂ 主反射電波
20
Claims (7)
送信電波（ｆ１１ａ～ｆ２２ａ）を放射する送信部（２０）と、
前記送信電波が反射された反射電波（ｆ１１ｂ～ｆ２２ｂ）を受信する受信部（３０）と、
前記送信部および前記受信部と接続され、所定の処理を行う制御部（４０）と、を備え、
前記制御部は、
前記送信部に、前記運転手の脈波を検出可能な部分に前記送信電波としての第１主送信電波（ｆ１１ａ）を放射させると共に、前記運転手の心弾道を検出可能な部分に前記送信電波としての第２主送信電波（ｆ２１ａ）を放射させ、さらに、前記運転席に前記送信電波としての従送信電波を放射させ、
前記受信部に、前記第１主送信電波が反射された第１主反射電波（ｆ１１ｂ）を受信させると共に、前記第２主送信電波が反射された第２主反射電波（ｆ２１ｂ）を受信させ、さらに前記従送信電波が反射された従反射電波を受信させ、
前記第１主反射電波と前記従反射電波との差を演算して前記脈波に応じた脈波波形を導出すると共に、前記第２主反射電波と前記従反射電波との差を演算して前記心弾道に応じた心弾道波形を導出し、
前記脈波波形におけるピーク（ＰＣ）と、前記心弾道波形におけるピーク（ＰＨ）との差から前記脈波伝搬時間を検出する生体情報検出装置。 A biological information detection device for detecting the pulse wave propagation time of a driver (D) sitting in a driver's seat (DS) installed in a vehicle,
a transmitter (20) that emits transmission radio waves (f11a to f22a);
a receiver (30) for receiving reflected radio waves (f11b to f22b) obtained by reflecting the transmitted radio waves;
A control unit (40) connected to the transmitting unit and the receiving unit and performing predetermined processing,
The control unit
causing the transmitter to radiate a first main transmission radio wave (f11a) as the transmission radio wave to a portion where the driver's pulse wave can be detected, and the transmission radio wave to a portion where the driver's heart trajectory can be detected; radiate a second main transmission radio wave (f21a) as the transmission radio wave, and further radiate a secondary transmission radio wave as the transmission radio wave to the driver's seat,
causing the receiving unit to receive a first reflected radio wave (f11b) obtained by reflecting the first main transmission radio wave and receiving a second main reflected radio wave (f21b) obtained by reflecting the second main transmission radio wave; further receiving a slave reflected radio wave in which the slave transmission radio wave is reflected;
A difference between the first reflected radio wave and the secondary reflected radio wave is calculated to derive a pulse wave waveform corresponding to the pulse wave, and a difference between the second main reflected radio wave and the secondary reflected radio wave is calculated. deriving a cardioballistic waveform corresponding to the cardioballistic;
A biological information detection apparatus for detecting the pulse wave transit time from the difference between the peak (PC) of the pulse wave waveform and the peak (PH) of the cardioballistic waveform.
送信電波（ｆ１１ａ～ｆ２２ａ）を放射する送信部（２０）と、
前記送信電波が反射された反射電波（ｆ１１ｂ～ｆ２２ｂ）を受信する受信部（３０）と、
前記送信部および前記受信部と接続され、所定の処理を行う制御部（４０）と、を備え、
前記制御部は、
前記車両の高さ方向を垂直方向とすると、前記送信部に、前記運転手の脈波を検出可能な部分に前記送信電波としての第１主送信電波（ｆ１１ａ）を放射させると共に、前記運転手の心弾道を検出可能な部分に前記送信電波としての第２主送信電波（ｆ２１ａ）を放射させ、さらに、前記第１主送信電波と前記垂直方向の放射角度が同じである第１従送信電波（ｆ１２ａ）を前記運転席に放射させると共に、前記第２主送信電波と前記垂直方向の放射角度が同じである第２従送信電波（ｆ２２ａ）を前記運転席に放射させ、
前記受信部に、前記第１主送信電波が反射された第１主反射電波（ｆ１１ｂ）を受信させると共に、前記第２主送信電波が反射された第２主反射電波（ｆ２１ｂ）を受信させ、さらに、前記第１従送信電波が反射された第１従反射電波（ｆ１２ｂ）を受信させると共に、前記第２従送信電波が反射された第２従反射電波（ｆ２２ｂ）を受信させ、
前記第１主反射電波と前記第１従反射電波との差を演算して前記脈波に応じた脈波波形を導出すると共に、前記第２主反射電波と前記第２従反射電波との差を演算して前記心弾道に応じた心弾道波形を導出し、
前記脈波波形におけるピーク（ＰＣ）と、前記心弾道波形におけるピーク（ＰＨ）との差から前記脈波伝搬時間を検出する生体情報検出装置。 A biological information detection device for detecting the pulse wave propagation time of a driver (D) sitting in a driver's seat (DS) installed in a vehicle,
a transmitter (20) that emits transmission radio waves (f11a to f22a);
a receiver (30) for receiving reflected radio waves (f11b to f22b) obtained by reflecting the transmitted radio waves;
A control unit (40) connected to the transmitting unit and the receiving unit and performing predetermined processing,
The control unit
Assuming that the height direction of the vehicle is the vertical direction, the transmitter causes the transmitter to radiate a first main transmission radio wave (f11a) as the transmission radio wave to a portion where the driver's pulse wave can be detected, A second main transmission radio wave (f21a) as the transmission radio wave is radiated from the part where cardioballistics can be detected , and a first sub-transmission radio wave having the same emission angle in the vertical direction as the first main transmission radio wave (f12a) is radiated to the driver's seat, and a second sub-transmission radio wave (f22a) having the same radiation angle in the vertical direction as the second main transmission radio wave is radiated to the driver's seat;
causing the receiving unit to receive a first reflected radio wave (f11b) obtained by reflecting the first main transmission radio wave and receiving a second main reflected radio wave (f21b) obtained by reflecting the second main transmission radio wave; Further, receiving a first reflected radio wave (f12b) obtained by reflecting the first subordinate transmission radio wave and receiving a second subordinate reflected radio wave (f22b) obtained by reflecting the second subordinate transmission radio wave,
calculating a difference between the first main reflected radio wave and the first secondary reflected radio wave to derive a pulse wave waveform corresponding to the pulse wave, and calculating a difference between the second main reflected radio wave and the second secondary reflected radio wave; to derive a cardioballistic waveform corresponding to the cardioballistic,
A biological information detection apparatus for detecting the pulse wave transit time from the difference between the peak (PC) of the pulse wave waveform and the peak (PH) of the cardioballistic waveform.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019042770A JP7156103B2 (en) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | Biological information detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019042770A JP7156103B2 (en) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | Biological information detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020141997A JP2020141997A (en) | 2020-09-10 |
| JP7156103B2 true JP7156103B2 (en) | 2022-10-19 |
Family
ID=72354999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019042770A Active JP7156103B2 (en) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | Biological information detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7156103B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050073424A1 (en) | 2002-12-19 | 2005-04-07 | Hans-Oliver Ruoss | Radar-assisted sensing of the position and/or movement of the body or inside the body of living beings |
| JP2009538720A (en) | 2006-06-01 | 2009-11-12 | ビアンカメッド リミテッド | Apparatus, system, and method for monitoring physiological signs |
| JP2015205045A (en) | 2014-04-21 | 2015-11-19 | 株式会社村田製作所 | Radio wave sensor device |
| JP2016220816A (en) | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社タチエス | Biological information detection method for vehicle and device thereof |
| WO2018073939A1 (en) | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 富士通株式会社 | Measuring program, measuring method and measuring device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012085670A (en) * | 2010-10-15 | 2012-05-10 | Isuzu Motors Ltd | Workload degree determining device |
| KR20170000188A (en) * | 2015-06-23 | 2017-01-02 | 삼성전자주식회사 | touch panel apparatus for measuring biosignals and method for measuring pulse transit time using thereof |
| JP6078812B2 (en) * | 2015-08-26 | 2017-02-15 | 株式会社ユピテル | Pulse wave measuring device |
-
2019
- 2019-03-08 JP JP2019042770A patent/JP7156103B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050073424A1 (en) | 2002-12-19 | 2005-04-07 | Hans-Oliver Ruoss | Radar-assisted sensing of the position and/or movement of the body or inside the body of living beings |
| JP2009538720A (en) | 2006-06-01 | 2009-11-12 | ビアンカメッド リミテッド | Apparatus, system, and method for monitoring physiological signs |
| JP2015205045A (en) | 2014-04-21 | 2015-11-19 | 株式会社村田製作所 | Radio wave sensor device |
| JP2016220816A (en) | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社タチエス | Biological information detection method for vehicle and device thereof |
| WO2018073939A1 (en) | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 富士通株式会社 | Measuring program, measuring method and measuring device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020141997A (en) | 2020-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8500639B2 (en) | Systems and methods for shear wave field formation | |
| US9307954B2 (en) | Ultrasound probe | |
| US9282946B2 (en) | Ultrasonic tracking of ultrasound transducer(s) aboard an interventional tool | |
| JP5462626B2 (en) | Radar apparatus and azimuth detection method | |
| JP2019048033A5 (en) | ||
| JP2021502839A5 (en) | ||
| EP3709891B1 (en) | Ice catheter with multiple transducer arrays | |
| JP2022501080A (en) | Improved automatic reflex focusing | |
| JP5062456B2 (en) | Radar device | |
| US10330782B2 (en) | Ultrasonic adaptive beamforming method and its application for transcranial imaging | |
| JP7156103B2 (en) | Biological information detector | |
| JP7360946B2 (en) | Focus tracking in ultrasound systems for device tracking | |
| JP2009264965A (en) | Underwater sailing body and obstacle detection apparatus | |
| JP3474278B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
| Peralta et al. | Extension of coherent multi-transducer ultrasound imaging with diverging waves | |
| KR101911470B1 (en) | Apparatus and method for generating 3D ultrasonic image using plane wave | |
| JP6879528B2 (en) | Biometric information detection system and biometric information detection method | |
| US9599700B2 (en) | Ultrasound diagnosis apparatus | |
| BR112018011282B1 (en) | IMAGE FORMATION METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING AN IMAGE OF A REGION WITHIN A MEDIA | |
| JP5102520B2 (en) | Ultrasonic detection apparatus and ultrasonic detection method | |
| JP2001221846A (en) | System for avoiding warship detection | |
| KR102464189B1 (en) | In-cabin radar apparatus formed a receiving beam distribution enhancing detection region | |
| WO2021090881A1 (en) | Vehicle radar system | |
| JP2012225934A (en) | Underwater sailing body and obstacle detection device | |
| WO2021181998A1 (en) | Vital sign detection device, vehicle provided therewith in seat, and vital sign detection method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210825 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220624 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220628 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220823 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220906 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220919 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7156103 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |